當前,生命科學已成為前沿科學研究最活躍領域之一,生物技術同樣是促進未來發(fā)展的有效力量。“十四五”時期,以生命科學和生物技術的發(fā)展進步為動力,以保護開發(fā)利用生物資源為基礎,以廣泛深度融合醫(yī)藥、健康、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等產(chǎn)業(yè)為特征的生物經(jīng)濟,正處于發(fā)展的重要機遇期。在此背景下,生物樣本資源的累積速度呈現(xiàn)爆發(fā)式增長,如何對海量生物樣本進行安全、長期、有效地保存、管理和開發(fā)利用,成為做大做強生物經(jīng)濟必須攻克的重要課題。
與此同時,人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術蓬勃發(fā)展,需求、技術、市場多重因素作用下,生物樣本庫作為保藏人類遺傳資源和生物資源,支撐生命科學和生物科技的基礎設施,也迎來了自動化、無人化、信息化建設管理時代。目前,自動化低溫生物樣本庫已在我國多項重大科技基礎設施中落地,南方海洋科學與工程廣東省實驗室(珠海)海洋生物資源庫便是其中之一。

自動化低溫生物樣本庫落地南方海洋實驗室海洋生物資源庫
自動化、無人化、信息化,引領樣本庫建設管理數(shù)智升級
海洋生物多樣性對人類和地球的健康至關重要。坐落于南方海洋科學與工程廣東省實驗室(珠海)的海洋生物資源庫,是南方海洋實驗室重點建設的八大公共平臺之一,主要保藏海洋動物、海洋植物和海洋微生物的種質(zhì)資源、基因資源和天然產(chǎn)物資源,規(guī)劃保藏量超過220萬份。由于樣本類型多樣、數(shù)量龐大,提升樣本處理、存儲、管理的質(zhì)量和效率,對海洋生物多樣性研究和保護意義深遠。海爾生物醫(yī)療自動化低溫生物樣本庫技術的應用,為南方海洋實驗室海洋生物資源庫的管理模式帶來了全新升級。
通過將5G、物聯(lián)網(wǎng)技術與樣本存儲管理場景創(chuàng)新融合,海爾生物醫(yī)療自主研發(fā)的自動化低溫生物樣本庫場景方案,實現(xiàn)了海量生物樣本從預處理、轉運到入庫、出庫全流程的自動化、無人化、智能化管理。存取樣本時,通過搭載基于5G的樣本信息智慧管理系統(tǒng),配合圖像、射頻樣本精準定位技術,可以實時鎖定樣本位置,只需一鍵操作,就可通過機械手,最快在60秒內(nèi)從100萬份樣本中,精確挑選和存取任一樣本,做到無關樣本零暴露,避免回溫沖擊。樣本出入庫時,智能轉運機器人可根據(jù)樣本位置信息,進行全程轉運。這種“無人化”操作,不僅提高了工作效率,還讓人員無需接觸低溫環(huán)境,免于低溫傷害。日常管理時,針對海量樣本信息龐雜問題,通過智慧信息管理平臺,所有樣本存取時間、位置、數(shù)量、溫度等信息可實時追溯,方便查看、修改、篩選及余量預警,實現(xiàn)了更高效精準的智慧管理。

南方海洋實驗室海洋生物資源庫-196℃自動化生物樣本庫
此外,海爾生物醫(yī)療研發(fā)的-90℃千瓦級高效復疊低溫技術,突破了大冷量超低溫制冷技術;120℃大溫差超穩(wěn)桁架自動化平臺,則解決大溫差下“熱脹冷縮”引起的結構變形超限影響。這些技術加持下,可以更好地保持樣本存儲環(huán)境的安全穩(wěn)定,讓海量海洋生物資源得以長期、有效、規(guī)范保藏。
“南方海洋實驗室和海爾生物醫(yī)療聯(lián)合打造的自動化海洋生物樣本庫,實現(xiàn)了海量樣本管理信息化和存取自動化,滿足不同類型海洋生物樣本的深低溫、超低溫、低溫等保藏需求,有效推動了海洋生物資源的科學保護和高效開發(fā)利用。”海洋生物資源庫執(zhí)行負責人朱志明表示。
全場景、全溫域、全覆蓋,數(shù)智科技提升生物經(jīng)濟創(chuàng)新能力
標準化、高質(zhì)量的生物樣本庫,不僅是生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展基石,也是生命科學基礎研究的重要基礎,在生物經(jīng)濟發(fā)展中具有不可替代的作用。然而,由于自動化低溫生物樣本庫高技術壁壘、多學科交叉融合的特點,該技術過去長期被歐美國家壟斷。
作為聚焦生命科學與醫(yī)療創(chuàng)新領域持續(xù)深耕的中國科創(chuàng)企業(yè),海爾生物醫(yī)療率先開啟自動化低溫生物樣本庫技術的探索,通過自主創(chuàng)新實現(xiàn)高端醫(yī)療器械的國產(chǎn)替代。其自主創(chuàng)新的-80℃自動化生物樣本庫技術打破了國外壟斷,達到國際先進水平;制定的國內(nèi)首個《自動化低溫生物樣本庫》標準,填補業(yè)內(nèi)空白,使行業(yè)發(fā)展有標可依。海爾生物醫(yī)療持續(xù)以領先的技術方案,致力于推動中國生物樣本庫建設管理走向信息化、規(guī)范化、標準化。
事實上,除參與建設南方海洋實驗室海洋生物資源庫外,海爾生物醫(yī)療的自動化低溫生物樣本庫方案,還服務于國家多項重大戰(zhàn)略工程中。目前該方案已應用于中國西南野生生物種質(zhì)資源庫旗下動物種質(zhì)資源庫、國家癌癥中心、中科院武漢病毒所、張江生物銀行、湖南省人民醫(yī)院等,讓百萬甚至千萬量級的人類遺傳資源和生物資源,得以高質(zhì)量保藏和利用。海爾生物醫(yī)療的系列創(chuàng)新實踐,在推動中國高質(zhì)量、標準化生物樣本庫加速建設的基礎上,不斷為生命科學基礎研究、生物醫(yī)藥、生物育種等生物經(jīng)濟領域的科研創(chuàng)新提供堅實技術后盾。

中科院武漢病毒所-80℃自動化生物樣本庫
值得一提的是,海爾生物醫(yī)療的創(chuàng)新并不局限于某一環(huán)節(jié)或某一領域,而是從實際應用場景出發(fā),聚焦生命科學和醫(yī)療創(chuàng)新領域拓展延伸。除了自動化低溫生物樣本庫,海爾生物醫(yī)療打造的覆蓋-196℃至常溫全溫域、全場景的自動化存儲解決方案,還廣泛應用在智慧疫苗、智慧血液等醫(yī)療創(chuàng)新領域。圍繞疫苗安全,海爾生物醫(yī)療自動化疫苗存儲場景,打通疫苗全追溯鏈條,提高出入庫效率的同時,實現(xiàn)了海量疫苗“零接觸”精準存取;聚焦血液安全管理,血漿全自動出入庫場景則實現(xiàn)了血站制冷系統(tǒng)自動化、血漿存取智能化和庫存管理信息化。目前海爾生物醫(yī)療自動化存儲全景管理方案,已在全國16個省份的醫(yī)院、科研院所、血站、疾控系統(tǒng)等單位落地,推動生命科學與醫(yī)療創(chuàng)新發(fā)展進入加速模式,為保障生命健康注入不竭動力。
生物經(jīng)濟的時代正快速向我們走來。未來,海爾生物醫(yī)療將繼續(xù)聚焦用戶需求,以創(chuàng)新為驅動,加速生物醫(yī)療關鍵核心技術研發(fā),及生命科學和醫(yī)療創(chuàng)新數(shù)字化全景方案的迭代,引領中國生物醫(yī)療產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展,為我國生物經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展提供更加可靠的技術保障,全面助力健康中國、科技強國建設,致力于讓生命更美好。
責任編輯:陳海芹